Универсальная система управления телескопом на Arduino

[Iovch]

На форуме уже имеется несколько тем, посвященных системам управления монтировками, собранных на базе компонентов ардуино, в частности:

Простая система управления монтировкой на Arduino
Управление монтировкой на ШД Arduino + grbl
GOTO на Arduino практическая реализация "Импортозамещение"

   В результате изучения этих, и многих других источников, у меня сложилось четкое представление, как простейшим образом, на базе компонентов Ардуино можно решить некоторые вопросы, связанные с управлением телескопом.
   В настоящий момент собран действующий образец управляющего блока на базе Ардуино нано и драйверов А4988 для монтировки на шаговых двигателях с выходом для подключения электрофокусера, с индикацией координат наведения и прочей информации на двухстрочном LCD, с возможностью выполнения команд GOTO задаваемых с ПК, с возможностью подключения проводного устройства управления. Реализовано прямое подключение к плагину «управление телескопом» программы Stellarium. Разработано программное обеспечение для управления экваториальной и альт-азимутальной монтировками, масса тестовых программ. Собранная система управляет монтировкой из комплекта Деагостини «Собери свой телескоп» (аналог Astro-3, на фото), но система подойдет для управления любой монтировкой на шаговых двигателях. Пришло время собрать окончательный вариант изделия уже с беспроводным управлением. В процессе переборки системы, попытаюсь систематизировать и показать в этой теме, от простого к сложному, как простейшим образом, на Ардуино можно реализовать тот или иной функционал. Думаю, материал будет полезным.

Для удобства ориентирования в теме привожу здесь ссылки на основные моменты и программы:

Астротрекер или привод оси прямого восхождения, описание электронной части:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Астротрекер или привод оси прямого восхождения, скетч GOTO1 + драйвер ch341ser.zip:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Привод оси склонений и элемент управления (джойстик), ускорение перемещений, описание:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Привод оси склонений и элемент управления (джойстик), ускорение перемещений, скетч GOTO2:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Система управления экваториальной монтировкой с функциями GOTO, описание и скетч GOTO3:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Прикручиваем управление фокусером к джойстику
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Подключаем LCD, описание электронной части:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Подключаем LCD, скетч GOTO4 + драйвер LCD 1602:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Скетч GOTO4 с автоопределением и автоюстировкой джойстика:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Пульт ИК часть 1 (Slave), описание электронной части:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Пульт ИК часть 1 (Slave), скетч GOTO5SLAVE, программа настройки и драйвер пульта ИК:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Пульт ИК часть 2 (Master), описание электронной части и скетч GOTO5MASTER:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Шаговый электрофокусер, описание электронной части:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Шаговый электрофокусер, скетч GOTO6MASTER.zip:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Версии GOTO6MASTER и GOTO6SLAVE для штатного ИК пульта ардуино:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Энергонезависимые часы реального времени:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Скетч для управления альт-азимутальной монтировкой GOTO7MASTER:
Универсальная система управления телескопом на Arduino

Ссылка на яндекс-диск со всеми материалами и стабильными версиями: https://yadi.sk/d/f1jTO1AohCtbz

[DubRings]

Итак, собрал систему, щщщастью не было предела когда всё замигало  по блютуз с компом подружилась сразу, без бубна, выставил на drv8825 0.85в, отключил питание, подключил шд и они ни в какую не хотят вращаться. Скетч свежий залил, менял параметры const int imStepsXPS от 7000 до 15000, результат не менялся. Пробовал другие драйверы такого же типа, двигатели.. питание 12в 2А. Подскажите в каком направлении искать решение

[Iovch]

Случайно не забыли перемычку или выключатель на пины Mot_VOT_Sel поставить? Валы ШД "от руки" проворачиваются при подаче питания или фиксируют свое положение? Перемычки под драйверами должны быть сняты и выполнена пайка снизу щилда как на последней картинке показано.

[DubRings]

Случайно не забыли перемычку или выключатель на пины Mot_VOT_Sel поставить? Валы ШД "от руки" проворачиваются при подаче питания или фиксируют свое положение? Перемычки под драйверами должны быть сняты и выполнена пайка снизу щилда как на последней картинке показано.

спасибо за отклик! FlexLM в личке уже подсказал в чём дело) не тот файл конфигурации в скетче менял

[FlexLM]

Интерфейс мобильной версии. Код пока дорабатывается.

[Sci_Rosso]

Приветствую коллеги.
А вот такой провокационный вопрос.
Имеется некоторое количество "взрослых" сервомашинок Dynamixel MX-28.
Взрослых, потому как они очень серьёзно сделаны, проработаны (абсолютные энкодеры, высокий крутящий момент, точность отработки, позиционирование), и разработаны для применения в среде промышленной робототехники.
Соответственно, возник вопрос, а почему бы на них не построить вилочную монтировку?
Не подскажете, возникнут ли какие то проблемы при попытке подружить их с Вашей разработкой?

[Iovch]

Трудозатраты будут примерно те же, что "с нуля" под эти замечательные приводы программку писать. Имеется ввиду прошивка контроллера. Мощности ардуино может не хватить поток данных обработать. Виртуальный пульт, возможно просто состыкуется, если эту же систему команд использовать.

[Serj]

Вопрос действительно провокационный. Уже года три мониторю различные проекты систем GoTo. Есть довольно интересные. Но хотелось бы подружить с умными драйверами типа l6470, l6480, powerstep01 - существует у меня отвращение к ногодрыгу. Начитался умных статей, узнал про объектно ориентированное программирование,  абстракции, библиотеки... Думал так все сейчас и пишут. Так нет же, берёшь проект, а там ногодрыг размазан по проекту тонким слоем, чтобы его вытащить в отдельную библиотеку проще заново всё написать.

[Sci_Rosso]

а там ногодрыг размазан по проекту тонким слоем

А кто такой "ногодрыг"?
Дрыгостол - знаю. Но это из станков ЧПУ-3Дпринтеров. А вот "ногодрыг"?

[Serj]

Авторство принадлежит Eddy Em. Устоявшийся термин. На мой взгляд вполне точно характеризует тупую работу контроллера по изменению логических состояний выходов, на которую тратятся значительные ресурсы.

[FlexLM]

Просьба к тем, у кого подключен блютуз-модуль. В ВП сделать привязку к любому объекту и пару минут проверить не прерывается ли трекинг у ШД. Если прерывается, то в режиме отладки ввести команду s и a,
и посмотреть ответы от них . О результатах напишите в ЛС.

[Владимир_214]

Добрый день. А на приложение мобильной версии ссылки нет скачать ознакомиться. Сам для Raspberry буду интерфейс варганить наднях. Вот чтобы не изобретать кнопки и цвета спросил.


Отправлено с моего iPhone используя Tapatalk

[FlexLM]

Мобильной версии в свободном доступе ещё нет. Когда появится - зависит и от ответов на мою предыдущую просьбу. Кнопки: http://angrytools.com/android/button/

[Владимир_214]

День добрый. Делюсь результатами своих мытарств и изобретения велосипеда. Если в тему конечно, просто это не Arduino. А именно: решил написать для себя учебную программку для Android в рамках моих планов по изучению основ программирования мобильных приложений. Понимаю что зимой сенсорным экраном не удобно пользоваться (руки мёрзнут и т.д.), но для меня был важен просто сам эксперимент. ИТОГ: оно вращается и периоды обращения регулируются в широких пределах.  И в результате теперь у меня появился хоть какой-то пультик для управления экваториалом без необходимости дополнительной пайки кнопочек (лень уже паять просто).

Вкратце схема данного комплекта моторизации монтировки проста: редукторы вращаются шаговыми моторами, которые управляются от драйверов drv8825, которые в свою очередь управляются от платки STM32 blue pill, которая подключена по USB к Raspberry PI 4, которая в свою очередь управляется по SSH от смартфона с Android (режим android-роутера или внешний роутер - не важно).

Особенности:
- софт для STM32 свой (разработал когда о OnStep ещё не слышал, но теперь подумываю о переходе на OnStep как более обкатанный проект)
- софт для Raspberry PI - обычная Raspbian ОС
- софт для Android - модифицировал чужой проект https://github.com/jonghough/AndroidSSH (просто добавил свою одну activity по сути и некоторые мелочи).

Минусы комплекта:
- Raspberry PI, которая может плохо себя вести при низких температурах теоретически
- Raspberry PI, которая стоит раз в 10 дороже, чем остальные платки.
- STM32 blue pill с каким-то hand-made "индусским" софтом и чудо-протоколом связи:D Я даже подумал - не лучше ли было сразу управлять драйверами шаговиков от PI но я предпочёл первый вариант
- никакой совместимости с астрософтом (хотя это отличный повод поизобретать свой велосипед опять )
- все минусы сенсорного экрана

Плюсы комплекта:
- Дешёвая STM32 blue pill, которую при большом желании можно по USB напрямую подключить к смартфону без всяких Raspberry PI (но я так не захотел делать).
- Raspberry PI, на которой установлен всеми любимый Linux (Raspbian) - а это очень сильно развязывает руки. (удалённое управление, автоматическая обработка каких-то не маленньких массивов данных, возможность написания кучи скриптов для различной автоматики телескопа и т.д. - мечты)

Планы:
В перспективе попробовать Astrobian. Попробовать создать приложение-автогид для андройд на базе уже имеющегося приложения чисто из спортивного интереса по покорению android (но есть сомнения по поводу скорости "отклика" android и WI FI при применении в системе авто-гидирования, вот и проверю). Если кому нужно, поделюсь кодом.

P.S. Хвастаться особо не чем, просто делюсь опытом. На самом деле моё самое оригинальное решение тут - это засунуть весь преобразователь шаговиков в старую добрую стеклянную банку На самом деле вижу, что очень много людей в мире сейчас в мире занимаются темой изобретения заново систем управления телескопами, что не может не радовать:) Вероятно всему виной НТР и китайские платы Ну и всё таки не забывают люди головы вверх подымать иногда и смотреть на небо. Побольше бы таких людей.

[god.production]

Всем доброго времени суток!
Не могу определиться с выбором редукторов. В теме упоминались планетарные редукторы, но так и не понял будет плюс минус также, как ременная передача, работать или все-таки намного хуже? И не будут ли они вообще мешать вращению осей на eq3, если соединять их через муфту? Рассматриваю что-то типа этого https:///ссылка запрещена правилами форума//item/32842533449.html?spm=a2g0o.cart.0.0.516f3c00uizshr&mp=1
И вопрос по питанию шилда. Можно ли без проблем запитывать плату от автомобильного АКБ?
Спасибо.

[Han]

Не могу определиться с выбором редукторов. В теме упоминались планетарные редукторы, но так и не понял будет плюс минус также, как ременная передача, работать или все-таки намного хуже?

Планетарники хороши тем, что у них достаточно большое передаточное число, которого ремнями так просто не добиться. Однако, так как тут уже идут шестерни, то всё упирается в люфт, а это уже как китайцы сделают. Надо читать отзывы по конкретным лотам. Но если про люфты забыть, то редуктор лишним не будет точно.

И не будут ли они вообще мешать вращению осей на eq3, если соединять их через муфту?

Сейчас посмотрел на своей монтировке на глаз - к сожалению, скорее всего будут. Что на склонениях, что на восхождениях есть места, где моторы, скорее всего, будут цепляться. Однако редуктор уже мотора, так что может и под ним пролезет. Тут надо смотреть чертежи и промерять всё штангелем.

И вопрос по питанию шилда. Можно ли без проблем запитывать плату от автомобильного АКБ?

Я не пробовал. У меня всё питается от литиевой батареи шурупана. Там в максимуме 12.6 В, а у автомобильных АКБ, насколько я знаю, 12.7 В. В принципе должно быть норм. Максимум что случится - сдохнет стабилизатор, что ардуину питает, но его легко можно перепаять на более мощную версию, что на али копейки стоит. В любом случае, мне одной литиевой батареи на 3 банки хватало часа на 4 ведения при температуре -15, так что считаю свинец тут излишним. ИМХО, лучше литиевую сборку мощную сделать: и питание телескопа будет, и павербанк, и весит значительно меньше.

[Iovch]

Можно ли без проблем запитывать плату от автомобильного АКБ?

Я запитывал от свинцово-кислотного АКБ от ИБП (12В/17Ач), более того, при этом на АКБ накидывал зарядное устройство, чтобы не разряжать АКБ, напряжение держал в районе 13,7В - все нормально работало.

[Iovch]

Планетарники хороши тем, что у них достаточно большое передаточное число, которого ремнями так просто не добиться. Однако, так как тут уже идут шестерни, то всё упирается в люфт, а это уже как китайцы сделают. Надо читать отзывы по конкретным лотам. Но если про люфты забыть, то редуктор лишним не будет точно.

Планетарки есть у Китайцев безлюфтовые! Пообщался сейчас с автором этого видео Игорем Петровым https://www.youtube.com/watch?time_continue=12&v=waH4iqgAOFw&feature=emb_logo Он советует вот эти компоненты, даже Nema-11 достаточно будет при указанных передаточных числах, повторю, что оптимальным считаю общее передаточное число около 1250! https:///ссылка запрещена правилами форума//item/32834595255.html?spm=a2g0o.productlist.0.0.70e2116c0v4Xac&algo_pvid=6512f0af-4b01-4c71-8f68-11f2e69e81f0&algo_expid=6512f0af-4b01-4c71-8f68-11f2e69e81f0-22&btsid=0b8b034515826495858096874e8cd0&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_,searchweb201603_&cn=vk_ugc&from_content=wall_0_0&isdl=y&aff_short_key=bkkZKvWB
https:///ссылка запрещена правилами форума//item/32585634347.html?spm=a2g0o.detail.1000060.1.6f7045bc48VQmS&gps-id=pcDetailBottomMoreThisSeller&scm=1007.13339.128609.0&scm_id=1007.13339.128609.0&scm-url=1007.13339.128609.0&pvid=46a60a3c-0a85-4fd8-b381-17a33ed7baba

[god.production]

Планетарники хороши тем, что у них достаточно большое передаточное число, которого ремнями так просто не добиться. Однако, так как тут уже идут шестерни, то всё упирается в люфт, а это уже как китайцы сделают. Надо читать отзывы по конкретным лотам. Но если про люфты забыть, то редуктор лишним не будет точно.

Планетарки есть у Китайцев безлюфтовые! Пообщался сейчас с автором этого видео Игорем Петровым http://www.youtube.com/watch?time_continue=12&v=waH4iqgAOFw&feature=emb_logo Он советует вот эти компоненты, даже Nema-11 достаточно будет при указанных передаточных числах, повторю, что оптимальным считаю общее передаточное число около 1250! https:///ссылка запрещена правилами форума//item/32834595255.html?spm=a2g0o.productlist.0.0.70e2116c0v4Xac&algo_pvid=6512f0af-4b01-4c71-8f68-11f2e69e81f0&algo_expid=6512f0af-4b01-4c71-8f68-11f2e69e81f0-22&btsid=0b8b034515826495858096874e8cd0&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_,searchweb201603_&cn=vk_ugc&from_content=wall_0_0&isdl=y&aff_short_key=bkkZKvWB
https:///ссылка запрещена правилами форума//item/32585634347.html?spm=a2g0o.detail.1000060.1.6f7045bc48VQmS&gps-id=pcDetailBottomMoreThisSeller&scm=1007.13339.128609.0&scm_id=1007.13339.128609.0&scm-url=1007.13339.128609.0&pvid=46a60a3c-0a85-4fd8-b381-17a33ed7baba

Именно эти модели хорошие? Это на восхождение 27:1, а на склонени 19:1 и еще шестерня с 2:1(на глаз)? Я правильно понял, что потеряю в скорости наведения? Или что-то еще?
Судя по постам в теме мало кто достигал передаточного даже 1250. Экономят на планетарниках или используют в основном для наведения?   

[Serj]

Планетарки есть у Китайцев безлюфтовые!

Их даже в природе не существует, не то что у китайцев. И национальность пишется с маленькой буквы.

[Laplase]

Именно эти модели хорошие? Это на восхождение 27:1, а на склонени 19:1 и еще шестерня с 2:1(на глаз)? Я правильно понял, что потеряю в скорости наведения? Или что-то еще?
Судя по постам в теме мало кто достигал передаточного даже 1250. Экономят на планетарниках или используют в основном для наведения?   

На обе оси 19:1 более чем достаточно. Я скинул ссылку на nema11 потому что они легче и компактнее. Сам я использую nema17 c планетарным редуктором 27:1, но это избыточно. Получается даже на оси DEC, на которой передаточное 65:1 в режиме микрошага разрешение будет 0.23" на микрошаг. Для гидирования я думаю было бы достаточно редуктора 15:1
В конечном счете это повлияет разумеется да, на скорость наведения, она будет сравнительно невысока. Мне это было неважно, потому что я предпочитаю наводиться вручную, а подводить уже с ноута.